Kemičar u kući (#12): solna kiselina – istine i zablude

Solnu ili, kemijski rečeno, klorovodičnu kiselinu, HCl, bije loš glas. Kažem to zato što o njoj lažu, dapače olajavaju je. U jednoj staroj knjizi, koja je – još! – bila napisana zato da bi ljudi  naučili nešto kemije, piše 1929. godine: „Neki obrtnici u svome poslu trebaju tako zvanu SOLNU KISELINU, ali nitko ne bi mogao bez vlastite nezgode da je proba, je li ona kisela ili nije, a u novinama se može kadšto čitati, da se je netko otrovao solnom kiselinom i od toga umro“. Ali kao kod svake prave (ne dječje!) laži – ili  kako se to danas voli reći, dezinformacije – sve što autor kaže je istina, osim jednoga: „nitko ne bi mogao bez vlastite nezgode da je proba“. Ne navodim nikoga, da se razumijemo, da pije solnu kiselinu, nego samo hoću reći da nema čovjeka koji je baš nikad nije probao. Želučana kiselina upravo je solna kiselina, HCl ili točnije HCl(aq), pa svatko tko je povraćao imao ju je u ustima. Štoviše, ima lijekova koji se piju sa solnom kiselinom, razrijeđenom naravno, jer sve je u dozi, u koncentraciji. (Želučana kiselina ima pH = 0,8. To odgovara 0,6%-tnoj solnoj kiselini.) 

Želučana kiselina je solna kiselina
Želučana kiselina je solna kiselina

No ima mnogo i u naravi sâme kiseline. Kad kemičar kaže „kiselina“, ne misli drugo nego da kemijski spoj može otpustiti jedan vodikov ion, H+, iz svoje molekule. Ili, točnije, da ga otpušta  lakše od vode. (Mnogi organski spojevi otpuštaju vodikove ione, no u posebnim, nevodenim uvjetima. Među njima je i alkohol, etanol.) Sva druga svojstva „kiseline“ odlaze u zaborav, pa se može dogoditi da na predavanju neki botaničar pobrka cijanovodičnu i benzojevu kiselinu, pa kaže kako ta-i-ta ljekovita biljka sadržava cijanovodičnu kiselinu „koja nije otrovna“.

Ako je za tog botaničara svaka kiselina bezopasna, pače ljekovita, za neke je ljude, čini se, svaka kiselina opasna, pače smrtonosna. No, nije tako. Jedemo i pijemo octenu, mliječnu, jabučnu,  limunsku, dapače i maslačnu kiselinu, da ne govorimo o ugljičnoj i fosfornoj kiselini u coca-coli. A što se pak mineralnih (anorganskih) kiselina tiče, treba reći da se klorovodična kiselina razlikuje od druge dvije, najpoznatije, naime sumporne i dušične. Sumporna kiselina je, usto što je kiselina, i jako oksidacijsko sredstvo: ona organske tvari pretvara u ugljik. (Zato u jednoj staroj knjizi piše da možete vidjeli je li netko patvorio ocat sumpornom kiselinom tako da kap tekućine u kojoj su bili kiselili krastavci stavite na kocku šećera – ona će pocrniti ako su krastavci kiseljeni sa H2SO4.) Dušična kiselina još je jače oksidacijsko sredstvo,  tako jako da čak služi kao oksidator za pogon raketa. Ona sve pretvara u dim.

No solna kiselina, acidum salis marini, nije oksidacijsko nego redukcijsko sredstvo – jer se oksidira u klor. No, solna kiselina  ne može se zapravo ni reducirati ni oksidirati – jer klorovodična kiselina je otopina klorovodika u vodi, pa klor nastaje oksidacijom klorovodika, dakle plina. Sjećam se da sam se kao dječak igrao čepovima solne kiseline i amonijaka: ako ih dovoljno približite, reakcijom klorovodika i amonijaka nastat će amonijev klorid u obliku magle. No danas se to više ne može činiti. Solna kiselina koju kupujete u dućanu se ne dimi. Razlog je koncentracija: ona s kojom sam ja radio kemijske pokuse bila je 38%-tna, a o znači da je to bila zasićena otopina klorovodika u vodi.  Solna kiselina koja se danas može kupiti u slobodnoj prodaji, „za domaćinstvo“, sadržava samo 19 %  klorovodika? Zašto baš 19 %?

Riječ je o azeotropnoj smjesi. U pari svega što hlapi preteže jedan sastojak. Ili, drugim riječima, koncentracije komponenti u pari i otopini se razlikuju. U parama 38%-tne solne kiseline ima više klorovodika nego vodene pare. No, u nekim otopinama, upravo azeotropnim otopinama, sastav pare ne razlikuje se od sastava tekućine. Solna kiseline s 20,2 % (točno!) vrije na 110 oC te  u njezinim parama ima točno 20,2 % klorovodika, što s druge strane znači da svaka molekula klorovodika veže za sebe osam molekula vode: HCl·8H2O. (I alkohol s vodom čini, pri udjelu od 96 %, azeotropnu smjesu. Zato se destilacijom ne može prirediti alkohol veće koncentracije.) Odgovor na pitanje zašto se baš takva, 19 %-tna kiselina prodaje u trgovinama je jednostavan: zato što ne smrdi.

Upravo će nam azeotropnost kupljene solne kiseline pomoći da njome lakše očistimo zahod od kamenca. Nije potrebno ništa drugo nego je staviti u školjku, recimo tako da njome natopimo toaletni papir, te je potom poklopiti. Klorovodična će kiselina destilirati, te tako doprijeti do svega što se nalazi ispod poklopca – i otopiti kamenac.

I eto, tako smo došli do najvažnije primjene solne kiseline, na otapanje kamenca. Nema te kiseline koja tako dobro reagira s karbonatima kao HCl(aq). Može se, istina, čistiti od kamenca octom, čak i limunom, no postupak s tim kiselinama (octenom, limunskom) dulje traje i ne mora uvijek biti uspješan. To opet ne znači da solnom kiselinom valja sve prati. Nikako se ne smije njome prati ono što ima u sebi bakra, jer se klor i bakar jako vole, o čemu svjedoči, između ostalog, i stanje bakrenih žljebova i kromiranih ograda blizu mora – jer ispod sjajnog kroma leži sloj bakra. Stoga nećete pogriješti ako solnu kiselinu prije čišćenja razrijedite. Čišćenje će dulje trajati, ali ćete moći na vrijeme reagirati ako nešto krene po zlu. I na kraju, jedan kemijski podatak: 100 grama 19%-tne solne kiseline može otopiti 26 grama kamenca (kalcijeva karbonata).

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik, sada u mirovini. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti pišući za časopise Prirodu (kojoj je sedam godina bio i glavni urednik), Čovjek i svemir, ABC tehnike, Smib, Modru lastu te, naravno, Bug online. Autor je više stručnih  i 13 znanstveno-popularnih knjiga, među njima i knjige  „Deset kemijskih pokusa koji su promijenili svijet“ koja je izišla 2000. godine kao prošireni katalog istoimene izložbe u zagrebačkom Tehničkom muzeju Nikola Tesla. Urednik je rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji, za koji piše i redovite komentare. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.